K8sストレージ Longhornとは？

Transcript

1. K8sストレージ
 Longhorn とは？
 Hiroshi Nakao 1
2. プロフィール 中尾　拓史(Nakao Hiroshi)
 SUSEソフトウェアソリューションズジャパン
 ソリューションアーキテクト
 
 2021年6月~　SUSE入社

3. Kubernetes ベースのマイクロサービス

4. — 高可用のkubernetesのためのソフトウェアディファインストレージ
 — 軽量で信頼性が高く、使いやすい仕様
 — Rancherからワンクリックでデプロイ可能 
 — あらゆるkubernetesに対応. 
 — Storageに依存しない– あらゆる ext4 filesystemはLonghornクラスタをデプロイできる
 — NFSとS3に適応 (backup storage)
 — Kubernetesファーストの設計 –CRDsと controller pattern で実装
 
 4 Longhornとは？

5. Key Feature • 100% open sourceのエンタープライズ向け分散 型ブロックストレージ
 • Rancherから１クリックデプロイが可能 
 • 直感的なGUIで簡単に操作可能
 • スナップショットとバックアップでデータの安全性 を確保
 • RPOとRTOを設定することで高速なリカバリが可 能
 • Rancherで利用できる
 • CNCFサンドボックスプロジェクト 
 

6. Longhorn要件
 • Kubernetes v1.21以上
 • ホストファイルシステムが、ext4、XFSをサポートしていること
 • RWXを利用するためにはNFSv4 Clientのインストールが必要
 • open-iscsiがインストールされていること
 • x86, Arm64で動作
 詳しくはこちら
 

7. Longhornアーキテクチャ
 Manager Pod
 UI or Volume Plugin
 Engine
 レプリカ
 ボリューム作 成要求
 Engine作成& レプリカ作成
 読み書きを要 求
 DaemonSetとして実行。クラスタないのボリューム作成と 管理を行う。
 ボリュームのコントローラー。Linuxプロセス。
 ボリュームごとに作成される。Sparse Fileを使用し構築さ れる。

8. Longhorn アーキテクチャ

9. Longhornレプリカ
 スナップショット
 スナップショット
 スナップショット
 最も古いスナップショットが ベースとして使われ、差分が書 き込まれていく
 レプリカ
 ボリュームごとにレプリカが各 ノードで実行
 全てのレプリカは同じ扱い 
 各スナップショットに indexが貼 られどれがライブデータかを探 し、読み込み、書き込みを行 う。
 読み取りインデックスはメモリ 内に保持される

10. スナップショット
 スナップショット
 スナップショット
 スナップショット
 最も古いスナップショットが ベースとして使われ、差分が書 き込まれていく。
 全てのスナップショットを繋げ ることで現在の状態が反映 
 • ユーザーはスナップショットの数と定 期的な取得を設定
 
 
 • ボリュームの各レプリカの一部として ローカルディスクに保存される 

11. バックアップ • スナップショットをソースとしてバックアップを作 成
 
 • スナップショットが作成された時点のボリューム のデータが反映
 
 • 1つ前のスナップショットからブロックごとに上書 きがあるか、新規データ分を新規に反映 

12. DR 2つのLonghornをインストールした、K8s環境を用意し、同じバックアップ先を指定、こ のバックアップをDRボリュームとして指定する。
 バックアップ リストア
13. Longhorn UI

14. Longhorn構築方法
 — Rancher UIからのインストール
 — Kubectlを利用したインストール 
 — Helmを利用したインストール 
 

15. Longhorn v1.7の変更点(一部)
 
 • Data v2 Engine (Preview)
 
 
 • 定期的なフルバックアップ
 
 
 • Backing imageのHA化
 

16. Data v2 Engine IOPS

17. Data v2 Engine Latency

18. Data v2 Engine
 • SPDKを活用しパフォーマンスの向上
 
 
 • I/Oレイテンシの短縮、IOPSとスループットが向上
 
 
 • Huge pageの割り当てが必要
 
 
 • V2 Data Engineを使用するとinstance-manager-podが1core CPUを占有

19. 定期的なフルバックアップ • 左の図のようにこれまでは、初回 のバックアップのみがフルバック アップだった
 • N回分の増分バックアップ毎にフ ルバックアップ実行を指定可能
 • フルバックアップ実行時は、ス ループットが落ちる

20. Backing imageのHA化
 • バックアップイメージファイルは 特定のノードやディスクに保存 • コピー数はクラスター内で複数 のバックアップイメージファイル を保持できる • ブロック故障時にバックアップ イメージから即座にリストア可 能 バックアップ バックアップイ メージ
 バックアップイメージをリス トア
 バックアップイメージを
 HA化することが可能に

22. • アーキテクチャ
 https://longhorn.io/docs/1.7.1/
 
 • Data v2 Engine
 https://longhorn.io/docs/1.7.1/v2-data-engine/
 
 • 定期的なフルバックアップ
 https://longhorn.io/docs/1.7.1/important-notes/#support-periodic-and-o n-demand-full-backups-to-enhance-backup-reliability
 • Baking Image
 https://longhorn.io/docs/1.7.1/important-notes/#high-availability-of-back ing-images
 
 
 22 参考URL